Question

【題目】文獻表明：工業上，向熾熱鐵屑中通入HCl生產無水FeCl2；相同條件下，草酸根(C2O42-)的還原性強于Fe2+。某化學研究性小組進行以下實驗檢驗這一結論并測定三草酸合鐵酸鉀晶體[K3Fe(C2O4)3xH2O]中草酸根含量和結晶水含量。用如圖所示裝置制取無水FeCl2

(1)儀器a的名稱為___________，B中的試劑為___________。

(2)欲制得純凈的FeCl2，實驗過程需先點燃A處酒精燈，原因是__________________。

(3)若用D的裝置進行尾氣處理，存在的問題是_______________、_________________。

(4)某小組設計使用如圖裝置直接比較Fe2+和C2O42-的還原性強弱，并達到了預期的目的。

左池石墨電極為_________極，寫出右池電極反應式：_______________。

(5)為測定三草酸合鐵酸鉀晶體中草酸根的含量和結晶水的含量，進行了如下實驗：

滴定過程：①稱量m g三草酸合鐵酸鉀晶體樣品，配制成250mL溶液。

②取所配溶液25.00mL于錐形瓶中，滴加酸性KMnO4溶液滴定，恰好消耗V mL a molL－1KMnO4溶液。C2O42-被全部轉化的現象是__________。

③該晶體中C2O42-的質量分數為_____________。

誤差若盛放酸性KMnO4溶液的滴定管未用標準液潤洗，會使結晶水x的數值_______。(填“偏高”“偏低”“無影響”)

Answer 1

【答案】分液漏斗 濃硫酸 用HCl排盡裝置中的空氣，防止鐵被氧化，使產品不純 發生倒吸 可燃性氣體H2不能被吸收 正 C2O42— —2e— = 2CO2↑ 溶液由無色轉變為淺紫紅色，且30秒內不再變化 偏低

【解析】

由裝置圖可知，在裝置C中，鐵與HCl發生反應生成FeCl2和氫氣，則裝置A用于產生HCl，可用氯化鈉固體與濃硫酸加熱反應制取HCl氣體，通過濃硫酸干燥HCl，因加熱時鐵粉易被空氣中的氧氣氧化，且反應生成氫氣，因此需先點燃A處的酒精燈排盡裝置中的空氣，再點燃裝置C處的酒精燈，尾氣的成分是剩余的HCl和生成的氫氣，HCl極易溶解于水，氫氣不能溶于水，導氣管直接插入D裝置容易引起倒吸；

(4)圖示裝置直接比較Fe2+和C2O42-的還原性強弱，并達到了預期的目的，證明了相同條件下，草酸根(C2O42-)的還原性強于Fe2+，根據原電池原理以及氧化還原反應進行分析；

(5)②向所配溶液中滴加酸性KMnO4溶液進行滴定時，KMnO4與C2O42-發生氧化還原反應，要說明C2O42-被全部轉化，即說明KMnO4溶液過量；

③KMnO4與C2O42-發生氧化還原反應，滿足關系式2MnO4-~5C2O42-，列比例計算C2O42-的質量，進而計算C2O42-的質量分數；分析若盛放酸性KMnO4溶液的滴定管未用標準液潤洗，對于C2O42-含量的影響，進而分析對結晶水含量的影響。

由裝置圖可知，在裝置C中，鐵與HCl發生反應生成FeCl2和氫氣，則裝置A用于產生HCl，可用氯化鈉固體與濃硫酸加熱反應制取HCl氣體，通過濃硫酸干燥HCl，因加熱時鐵粉易被空氣中的氧氣氧化，因此需先點燃A處的酒精燈排盡裝置中的空氣，再點燃裝置C處的酒精燈，尾氣的成分是剩余的HCl和生成的氫氣，HCl極易溶解于水，氫氣不能溶于水，導氣管直接插入D裝置容易引起倒吸，

(1)儀器a為分液漏斗；B中的試劑為濃硫酸，用來干燥HCl；故答案為：分液漏斗；濃硫酸；

(2)因加熱時鐵粉易被空氣中的氧氣氧化生成鐵的氧化物，因此欲制得純凈的FeCl2，實驗過程需先點燃A處酒精燈，用HCl排盡裝置中的空氣；故答案為：用HCl排盡裝置中的空氣，防止鐵被氧化，使產品不純；

(3)尾氣的成分是剩余的HCl和生成的氫氣，HCl極易溶解于水，導氣管直接插入D裝置中容易發生倒吸，且氫氣不能溶于水，不能被吸收；故答案為：發生倒吸；可燃性氣體H2不能被吸收；

(4)某小組設計使用如圖裝置直接比較Fe2+和C2O42-的還原性強弱，并達到了預期的目的，證明了相同條件下，草酸根(C2O42-)的還原性強于Fe2+，則該原電池反應為2Fe3++C2O42- =2Fe2++2CO2↑；則Fe3+作氧化劑得電子，被還原，則左池石墨電極為正極，右池石墨電極為負極，電極反應式為C2O42- -2e- = 2CO2↑；故答案為：正；C2O42- -2e- = 2CO2↑；

(5)②向所配溶液中滴加酸性KMnO4溶液進行滴定時，KMnO4與C2O42-發生氧化還原反應，當加入最后一滴酸性KMnO4溶液時，溶液由無色轉變為淺紫紅色，且30秒內不再變化，說明KMnO4溶液過量，C2O42-被全部轉化；故答案為：溶液由無色轉變為淺紫紅色，且30秒內不再變化；

③KMnO4與C2O42-發生氧化還原反應，滿足關系式2MnO4-~5C2O42-，則25.00mL溶液中，250mL溶液中n(C2O42-)=0.025aV mol，則該晶體中C2O42-的質量分數為；若盛放酸性KMnO4溶液的滴定管未用標準液潤洗，KMnO4溶液的濃度會偏小，則滴定C2O42-消耗的酸性KMnO4溶液的體積會偏大，則使得C2O42-的含量偏高，即K3Fe(C2O4)3的含量偏高，晶體質量一定，會使結晶水含量降低，則x的數值偏低；故答案為：；偏低。